Оборудование кондиционирования воздуха

Из чего состоит оборудование кондиционирования

В центральной системе есть такие части:

• Источник тепла или холода: чиллер делает холодную воду (около 7 C); котёл или тепловой насос делает горячую воду для отопления. Градирня или наружный блок выбрасывает тепло на улицу.
• Насосы и трубы: перегоняют воду.
• Приточная установка (AHU): фильтр, теплообменник (для охлаждения или нагрева), вентилятор, а иногда и увлажнитель.
• Воздуховоды и диффузоры: несут воздух и раздают его по комнатам.
• Управление: датчики, контроллер и клапаны.

Путь воздуха такой: воздух комнаты, фильтр, теплообменник, вентилятор, воздуховод, диффузор, комната.

Центральные и индивидуальные кондиционеры

Центральные системы готовят холодную воду или воздух в одном месте и отправляют их во многие комнаты. Они подходят для больших зданий: хорошее управление, высокая эффективность, обслуживание в одном месте, но нужны технические помещения и шахты.

Индивидуальные системы (оконные, сплит, кассетные, VRF) обслуживают одну комнату или зону. Они недороги, их легко установить, и в каждой комнате температуру задают отдельно, но много блоков могут больше шуметь снаружи и требовать больше ухода. У сплит-кондиционера есть внутренний и наружный блоки, соединённые трубками с хладагентом. VRF соединяет много внутренних блоков с одним наружным.

Управление оборудованием кондиционирования

В контуре управления есть датчик (температуры или влажности), контроллер и исполнительный механизм (клапан, заслонка или скорость вентилятора). Контроллер сравнивает показание с заданным значением и действует. Двухходовой клапан открывается сильнее, когда в комнате тепло. Есть и другие средства управления: скорость вентилятора, положение заслонки для свежего воздуха и расписание, которое ночью выключает систему.

Это обратная связь: измерить, сравнить, подействовать, повторить.

Экономия энергии при кондиционировании

• Ставьте температуру 24-26 C: каждый лишний градус экономит около 6%.
• Утепляйте стены и крышу, затеняйте окна, закрывайте щели.
• Используйте инверторные компрессоры, а также вентиляторы и насосы с переменной скоростью.
• VAV (переменный расход воздуха) уменьшает поток, когда нагрузка мала. Мощность вентилятора падает примерно как куб его скорости.
• Возвращайте тепло из удаляемого воздуха; используйте свободное охлаждение, когда на улице прохладно.
• Чистите фильтры и теплообменники, устраняйте утечки, выключайте кондиционер в пустых комнатах.

COP = полученный холод / потреблённая электроэнергия. Чем выше COP, тем меньше электричества нужно для того же охлаждения.

Расчёт оборудования кондиционирования

Шаги расчёта: (1) найти нагрузки на охлаждение и нагрев; (2) выбрать мощность станции (кВт или TR); (3) найти расход воздуха V = Q / (rho x cp x ΔT); (4) подобрать воздуховоды, площадь A = V / v (в офисах около 5 м/с); (5) найти расход охлаждённой воды m = Q / (cp x ΔT), где cp = 4.18 кДж/кг K; (6) выбрать насосы, вентиляторы и управление. Добавьте небольшой запас, но не берите оборудование слишком большим.

Главные формулы и определения

• COP = холодопроизводительность / потребляемая электрическая мощность
• Расход воздуха V = Q / (rho x cp x deltaT), rho = 1.2 кг/м3, cp = 1.005 кДж/кг K
• Площадь воздуховода A = V / v
• Расход воды m = Q / (cp x deltaT), cp = 4.18 кДж/кг K
• Экономия около 6% на каждый градус повышения заданной температуры

Разобранные примеры

Частые ошибки

• Выбирать установку намного больше нагрузки: она будет часто включаться и выключаться.
• Ставить термостат на солнце или рядом с источником тепла.
• Забывать чистить фильтры: из-за этого вентилятору тяжелее работать.
• Путать COP (у него нет единицы) и мощность в кВт.